[發明專利]一種手勢識別控制裝置及控制方法

在審

• 申請號: 201310099365.X
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103176605A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 劉仁俊;葛卓琛;林成凡;金勇輝;張家珩;謝楷;肖瀟
• 申請（專利權）人: 劉仁俊;葛卓琛
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及攝像頭識別定位的裝置，尤其涉及一種手勢識別控制裝置及控制方法。

背景技術

3D顯示技術是一種新型的顯示手段，其目的是為了克服現有的平面顯示器只能顯示2D的現狀，目前市面上已經有了多種3D顯示技術，包括偏振式顯示方式，快門式的顯示方式，但其基本原理是一樣的即：人眼觀察物體所產生的立體感是由于左眼和右眼的觀測角度不同，導致所看到的畫面不同，大腦對這兩幅有一定差異的畫面進行合成，從而產生的。而3D顯示器則是讓用戶的左眼和右眼在顯示器上能看到不同的畫面模擬人的視角，使得用戶感覺到畫面擁有立體感。但是，這些畫面的內容都是固定的，即不會根據用戶視角的變化而作出對應的變化。例如：3D顯示器顯示了一個正對著屏幕的正方體，這時用戶從正面看過去，是一個正方形，當用戶從別的角度看顯示器時，看到的也是正方體正面的正方形。而在現實中，用戶應該會看到正方形的側面。這樣將使得立體感減弱，并且這樣的畫面會讓用戶感覺到不夠真實，對應地大腦的潛意識會對這樣的畫面作出排斥，使得用戶在長時間觀看3D畫面后，會有暈眩感。因此，急需一種可以根據用戶視角的變化而改變顯示內容的3D顯示方案，從而能克服固定畫面的3D顯示方案的各個缺點。于此同時，市面上也有各種不同的手勢控制方案，例如電容式觸屏，它可以在二維的平面上感應用戶手指的觸控，或者裝有傳感器的手套，它可以在三維的空間中得到用戶的手勢，以此實現類似“隔空取物”的效果。但是電容式觸屏只能感應二維觸控，而裝有傳感器的手套又需要佩戴后才能在三維空間中得到用戶的手勢，使得使用起來不夠方便。因此，急需一種可以不需要佩戴相關設備就可以在三維空間中進行手勢控制的方案。而目前為止，市面上3D顯示的內容無法直接用手在三維空間中進行操控，而三維空間中的手勢控制方案又只能對二維的顯示畫面進行操控并不直觀。

現有的手勢識別系統和操作手段主要有以下兩種：1.??????采用傳感器方式，利用帶手套，手握設備等方式實現定位，手勢識別。但是這個方案需要手握設備或者帶著手套，很難完成一些高級的手勢控制和識別。2.??????采用普通攝像頭方式，利用正對的攝像頭，來進行手勢識別。但是這個方案精度較差，無法獲得較為精確的景深數據，同時對于暗部條件來說識別有一定的局限性，當照度較低的時候，攝像頭輸出的噪聲較高，無法輸出清晰的圖像，從而降低了精確程度。

總之，現有的方案有其局限性，適用場景單一，無法應對較為復雜的現實應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述存在的不足和缺陷，提供一種手勢識別控制裝置及控制方法，它是通過兩組攝像頭組精確定位判斷每個指關節的動作，位置，方向，從而實現精確控制和識別。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：本發明包括支架，其特征是在所述的支架的上端固定有上攝像頭、在上攝像頭的下方固定有下攝像頭，在下攝像頭的下方固定有3D顯示器；所述的上攝像頭和下攝像頭輸出端與電腦的視頻輸入端連接，電腦的視頻輸出端與3D顯示器的視頻輸入端連接，電腦上的軟件將處理過的圖像傳送到3D顯示器中。

所述的下攝像頭和顯示器固定在一起。

所述的上攝像頭的鏡頭自上而下放置，用于拍攝用戶手部動作，下攝像頭的鏡頭水平放置，用于定位用戶眼球位置。

所述的上攝像頭和下攝像頭是景深攝像頭。

本發明一種手勢識別控制方法，其特征是包括手勢識別和3D畫面渲染，還包括如下步驟：

a、利用追蹤人眼位置的攝像頭傳遞來的深度圖像，經算法處理后，得到人眼相對顯示器的位置；

b、通過步驟a渲染出左、右眼所看到的畫面，將畫面數據傳遞到3D顯示器上，由3D顯示器輸出；

C、將手勢深度攝像頭傳遞來的手勢深度圖像信息，經過算法處理，得到手指和手掌在圖像中的位置，再經過坐標變換，轉換為手指相對顯示器的位置信息；

d、通過步驟C觸發相關的手勢事件，讓用戶的手指和3D顯示器中的虛擬的3D元素進行交互。

所述的手勢識別流程包括如下步驟：

（1）讀取深度信息：從用于追蹤手勢的攝像頭中讀取深度信息；

（2）分離背景：將深度信息中采集到的背景部分去掉，只保留手的部分；

（3）邊緣查找：分離出背景后，就可以將手的輪廓描繪出來；

（4）手掌查找：從輪廓中識別出手掌；

（5）指尖查找：根據識別出的手掌，在邊緣識別出手指尖；

（6）手勢分類識別器：根據手掌的運動和手指的運動，來識別出用戶當前的手勢；